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entre la borne de tension d'accélération et l'anode du
tube. Elle protège le tube contre le risque d'ignition en
cas de tension trop élevée. Pour les mesures, la chute
de tension sur cette résistance est négligeable, car le
courant anodique du tube est inférieur à 5 pA (chute
de tension sur la résistance de protection 0,05 V).
3. Caractéristiques techniques
Tension de chauffage:
Tension de commande:
Tension d'accélération:
Contre-tension:
Tube:
Socle de connexion:
Masse:
4. Notions de base générales
Au cours de l'expérience de Franck et Hertz sur le
néon, des atomes de néons sont excités par une colli-
sion inélastique d'électrons. Les atomes excités émet-
tent une lumière visible qui peut être observée direc-
tement. On reconnaît les zones de forte densité lumi-
neuse ou d'excitation, dont la position entre la ca-
thode et la grille dépend de la différence de tension
entre les deux. :
Des électrons s'échappant par la cathode sont accélé-
rés vers la grille par une tension U. Ils traversent la
grille et contribuent au courant I lorsque leur énergie
cinétique suffit à surmonter la contre-tension entre la
grille et la plaque.
La caractéristique I(U) (cf. Fig. 3) est similaire à celle
de l'expérience de Franck et Hertz sur le mercure,
mais à des intervalles de tension d'environ 19 V. En
d'autres termes, le courant de plaque chute prati-
quement à zéro à une certaine valeur U = U
la collision inélastique, les électrons atteignent juste
avant la grille suffisamment d'énergie cinétique pour
céder l'énergie requise à l'excitation d'un atome de
néon. En même temps, on observe à proximité de la
grille une lumière rouge-orange, car l'une des transi-
tions des atomes de néon de relaxation émet une
lumière de cette couleur. La zone lumineuse se dé-
place vers la cathode au fur et à mesure qu'augmente
la tension U, en même temps le courant de plaque I
augmente à nouveau.
Si la tension U = U
est encore plus élevée, le courant
2
de plaque chute fortement et l'on observe deux zones
lumineuses : l'une au milieu, entre la cathode et la
grille, et l'autre directement à hauteur de la grille. Les
électrons prennent une deuxième fois une telle quan-
4 − 12 V
9 V
max. 80 V
1,2 − 10 V
env. 130 x 26 mm Ø
env. 190x115x115 mm³
env. 450 g
, car, par
1
tité d'énergie après la première collision qu'ils peu-
vent exciter un deuxième atome de néon.
Au fur et à mesure que les tensions continuent à
augmenter, on peut observer une diminution du
courant de plaque et d'autres couches lumineuses.
La caractéristique I(U) présente plusieurs maxima et
minima : l'écart entre les minima s'élève à environ
ΔU = 19 V, ce qui correspond aux énergies d'excitation
des niveaux 3p dans l'atome de néon (cf. Fig. 4) qui
seront très probablement excités. L'excitation des ni-
veaux 3s ne peut pas être entièrement négligée et
engendre une substructure dans la caractéristique I(U).
Les zones lumineuses sont des zones de forte densité
d'excitation et correspondent aux chutes de courant
dans la caractéristique I(U). L'augmentation de U
d'environ 19 V entraîne la génération d'une couche
lumineuse supplémentaire.
Notes
Le premier minimum ne se situe pas à 19 V, mais est
décalé de la tension de contact régnant entre la ca-
thode et la grille.
Les lignes spectrales du néon peuvent être observées et
mesurées sans problème à l'aide du spectroscope
(1003184 / U21877), lorsqu'on choisit la tension maxi-
male U.
5. Manipulation
Pour réaliser l'expérience, on a besoin des dispositifs
supplémentaires suivants :
1 Appareil pour l'expérience de F/H (230 V, 50/60 Hz)
ou
1 Appareil pour l'expérience de F/H (115 V, 50/60 Hz)
1 Oscilloscope analogique, 2x 30 MHz 1002727 / U11175
1 Cordon HF, 1 m
2 Cordons HF, BNC / douille 4 mm 1002748 / U11257
Cordons d'expérimentation de sécurité
•
Dans un premier temps, laissez l'appareil éteint,
avec tous les boutons de réglage en butée gau-
che.
•
Procédez au câblage comme le montre la figure 2.
•
Mettez l'appareil en marche, l'appareil est en
mode "rampe".
•
Exploitez l'oscilloscope en mode XY avec les
réglages x = 1 V/Div et y = 2 V/Div.
•
Augmentez lentement la tension de chauffage
jusqu'à ce que le filament rougeoit légèrement.
Attendez env. 30 secondes jusqu'à ce que la tem-
pérature de service soit atteinte.
2
1012819
1012819
1002746 / U11255
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